Quá trình đúc là quá trình đưa một lượng prepreg nhất định vào khoang khuôn kim loại của khuôn, sử dụng máy ép có nguồn nhiệt để tạo ra nhiệt độ và áp suất nhất định để prepreg trong khoang khuôn được làm mềm bằng nhiệt, dòng chảy áp suất, chảy đầy, lấp đầy khoang khuôn bằng phương pháp đúc và lưu hóa sản phẩm.
Quá trình đúc được đặc trưng bởi nhu cầu gia nhiệt trong quá trình đúc, mục đích của việc gia nhiệt là làm cho prepreg trong quá trình làm mềm dòng chảy củanhựa, lấp đầy khoang khuôn và đẩy nhanh phản ứng đóng rắn của vật liệu nền nhựa. Trong quá trình lấp đầy khoang khuôn bằng prepreg, không chỉ có nền nhựa chảy mà cả vật liệu gia cường cũng chảy, và nền nhựa và sợi gia cường lấp đầy tất cả các bộ phận của khoang khuôn cùng một lúc.
Chỉ cónhựaĐộ nhớt của ma trận rất lớn, liên kết rất mạnh, để có thể chảy với các sợi gia cường, do đó quá trình đúc đòi hỏi áp suất đúc lớn hơn, đòi hỏi khuôn kim loại có độ bền cao, độ chính xác cao và khả năng chống ăn mòn, đồng thời đòi hỏi phải sử dụng máy ép nóng đặc biệt để kiểm soát nhiệt độ đúc đóng rắn, áp suất, thời gian giữ và các thông số quy trình khác.
Phương pháp đúc có hiệu suất sản xuất cao, độ chính xác về kích thước sản phẩm, độ hoàn thiện bề mặt, đặc biệt đối với các sản phẩm vật liệu composite có cấu trúc phức tạp thường có thể đúc một lần, sẽ không làm hỏng hiệu suất của các sản phẩm vật liệu composite. Nhược điểm chính của nó là thiết kế và chế tạo khuôn phức tạp hơn, đầu tư ban đầu lớn hơn. Mặc dù quy trình đúc có những nhược điểm trên, nhưng quy trình đúc khuôn vẫn chiếm vị trí quan trọng trong quy trình đúc vật liệu composite.
1、Chuẩn bị
Làm tốt công việc củatiền thụ thai, khuôn đúc dụng cụ, với mẫu thử lò hỗ trợ công việc, và làm sạch khuôn trong lần sử dụng cuối cùng của nhựa còn sót lại, mảnh vụn, để giữ cho khuôn sạch sẽ và mịn màng.
2、Cắt và đặt prepreg
Sẽ được chế tạo thành sản phẩm từ nguyên liệu sợi carbon đã chuẩn bị sẵn, sau khi qua khâu thẩm định, tính toán diện tích nguyên liệu, vật liệu, số lượng tấm, từng lớp nguyên liệu cộng lại, đồng thời trên vật liệu chồng lên nhau để tạo áp suất trước, ép thành hình dạng đều đặn, chất lượng của một số thực thể đặc nhất định.
3、Đúc và đóng rắn
Đặt nguyên liệu thô đã xếp chồng vào khuôn, đồng thời cho túi khí nhựa bên trong vào, đóng khuôn, toàn bộ vào máy ép, túi khí nhựa bên trong cộng với áp suất không đổi, nhiệt độ không đổi, cài đặt thời gian không đổi, để quá trình lưu hóa diễn ra.
4、Làm mát và tháo khuôn
Sau một thời gian chịu áp lực bên ngoài khuôn đầu tiên phải biết lạnh trong một khoảng thời gian, sau đó mở khuôn, tháo khuôn ra ngoài để làm sạch mắt khuôn dụng cụ.
5、Gia công khuôn mẫu
Sau khi tháo khuôn, sản phẩm cần được vệ sinh sạch sẽ, dùng bàn chải thép hoặc bàn chải đồng cạo sạch phần nhựa còn sót lại, thổi khí nén đánh bóng sản phẩm sau khi đúc, giúp bề mặt nhẵn và sạch.
6、Kiểm tra không phá hủy và kiểm tra cuối cùng
Kiểm tra không phá hủy và kiểm tra cuối cùng các sản phẩm được thực hiện theo yêu cầu của tài liệu thiết kế.
Phân tích các điểm kỹ thuật của quá trình đúc prepreg
Từ khi vật liệu composite sợi carbon ra đời, nó luôn bị giới hạn bởi chi phí sản xuất và tác động của nhịp sản xuất, và chưa được áp dụng với số lượng lớn. Quyết định chi phí sản xuất sợi carbon và nhịp là quá trình đúc,vật liệu composite sợi carbonQuá trình đúc có nhiều, chẳng hạn như RTM, VARI, bể ép nóng, prepreg xử lý lò (OOA), v.v., nhưng có hai điểm nghẽn: 1, thời gian chu kỳ đúc dài; 2, giá thành đắt (so với kim loại và nhựa). Đúc nén prepreg, là một loại quy trình đúc, có thể thực hiện sản xuất hàng loạt và giảm chi phí sản xuất, ngày càng được sử dụng rộng rãi.
Quá trình đúc prepreg là quá trình nhiệt độ, áp suất, trong một khoảng thời gian nhất định sẽ được prepreg trải đều vào khuôn nén thân đã định hình trước. Tốc độ đúc của quá trình này nhanh, yêu cầu về thiết bị đơn giản, dễ vận hành, so với bể ép nóng, quy trình VARI và OOA, sản phẩm có chất lượng bề mặt tuyệt vời, độ ổn định kích thước tốt, quy trình dễ kiểm soát.
▲Biểu đồ quy trình đúc khuôn tiền chế
Bốn yếu tố của quá trình đúc
1. Nhiệt độ và tính đồng nhất: phản ánh mức độ phản ứng giữanhựaVàchất đóng rắnvà tính đồng nhất của vị trí phản ứng, chủ yếu kiểm soát chất lượng bề mặt đúc và mức độ đóng rắn;
2. Áp suất và độ đồng đều: phản ánh hiệu ứng thoát khí và dòng chảy trong nhựa, kiểm soát chất lượng bề mặt khuôn và tính chất cơ học;
3. Thời gian lưu hóa: phản ánh mức độ lưu hóa, đảm bảo hiệu quả sản xuất;
4. Độ dày khoang khuôn: phản ánh độ dày của sản phẩm, theo đặc tính riêng của vật liệu sợi carbon mà thiết kế độ dày khoang hợp lý.
Khả năng áp dụng quy trình
Chuẩn bị thụ thaiQuá trình đúc về mặt lý thuyết có thể chế tạo bất kỳ cấu trúc nào của sản phẩm, cấu trúc sản phẩm nếu quá phức tạp, chẳng hạn như khóa ngược, diện tích mặt bích quá nhiều, dẫn đến chi phí khuôn mẫu tăng đáng kể và khó khăn trong sản xuất, vì vậy đối với cấu trúc của các bộ phận đặc biệt phức tạp thì khả năng ứng dụng không mạnh, nhưng chúng ta có thể tối ưu hóa cấu trúc hoặc thiết kế khối + giải pháp liên kết để chế tạo các bộ phận phức tạp.
Công nghệ liên quan
1. Công nghệ cắt nhiều lớp: Cắt nhiều lớp prepreg cùng một lúc; cắt nhiều lớp prepreg có góc độ khác nhau cùng một lúc để nâng cao hiệu quả cắt.
2. Công nghệ Hot-in/Hot-out: khuôn được nung trực tiếp đến nhiệt độ đóng rắn, phôi được đưa vào khuôn và ép thành hình, giúp rút ngắn thời gian đúc và giảm mức tiêu thụ năng lượng.
3. Công nghệ đúc khuôn theo kích thước lưới: phôi được đột thành kích thước lưới trước, sau đó đưa vào khuôn theo kích thước lưới để đóng rắn, giảm quá trình cắt.
Khó khăn trong quá trình
Khó khăn trong thiết kế khuôn cho các sản phẩm có cấu trúc phức tạp: Nếu sản phẩm có nhiều khóa ngược và góc âm, sẽ khiến khuôn khó chế tạo hơn, đồng thời sau khi sử dụng khuôn trong thời gian dài, sẽ dẫn đến giảm độ chính xác của việc phối hợp vị trí của các miếng chèn. Do đó, khi thiết kế sản phẩm, hãy cố gắng tránh khóa ngược hoặc góc âm.
Lưu ý: các bộ phận phủ bên ngoài của yêu cầu chất lượng bề mặt sản phẩm rất cao, các bộ phận vật liệu sợi carbon của các vấn đề thường gặp là: các bộ phận kết cấu sương sản phẩm có đốm trắng; các vấn đề về kết cấu lộn xộn của sản phẩm; các lỗ kim trên bề mặt, các vấn đề thiếu keo, v.v. Tóm lại các lý do là chất đóng rắn trong prepreg không được trộn đều hoặc phản ứng không hoàn chỉnh; nhiệt độ của khuôn không đồng đều; nhiệt độ và áp suất không đúng chỗ; thiết kế và xử lý khuôn không đúng chỗ; quy trình đúc không được kiểm soát; khuônchất giải phóngphản ứng, v.v.
Thời gian đăng: 17-01-2025